BE552797A - - Google Patents

Description

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     . Le   brevet principal n    547.641   du 8 mai 1956 décrit un procédé pour l'exécution d'acier de haute qualité, Dans ce procédé on travaille dans le four à sole au moins à la fin du processus de fusion. Après un affinage préalable à vitesse d'affinage élevée de la charge en fusion ou fondue, vitesse d'affi- nage obtenue par exemple lors du travail à l'oxygène pur ou à   l'air   fortement enrichi en oxygène amenant la combustion du combustible, le laitier recouvrant dans le four à sole l'acier obtenu prêt à la coulée ou presque prêt à la coulée, est surchauffé avec une vitesse de surchauffage et dans un temps tels que la température du laitier soit de beaucoup supérieure   à   la température du bain   @   d'acier et que l'acier, avant la coulée,

   n'atteigne pas la température élevée au laitier surchauffé. 

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   Ce procédé peut également être mis en oeuvre de manière' que jusqu'à la coulée, la température de l'acier prêt à la coulée soit maintenue inférieure à la température nécessaire à la coulée d'une valeur qui permette au laitier surchauffé d'amener l'acier à la température requise pour la coulée au moment de cette dernière. 



   Le sur chauffage du laitier, respectivement la réaction entre le laitier surchauffé et le bain d'acier est effectué avantageusement dans un four à sole sans chambre, de préférence rond, travaillant avec de l'oxygène en tant que gaz de combustion. Cependant, ce procédé peut également être mis en oeuvre dans un four Siemens-Martin qui travaille avec des réserves de chaleur, fortement préchauffées à ce moment. 



   Le traitement cité du laitier dans le four à sole peut également être exécuté en tant que période finale d'un procédé duplex ou triplex. 



   Suivant l'invention, ce procédé peut être considérablement amélioré du fait que l'influence de la température des deux phases : acier en fusion et laitier liquide, et prévue par le brevet principal, est favorisée par des mesures qui réduisent la pression de l'oxygène dans les trois phases : acier en fusion, laitier liquide et phase gazeuse dans le four. 



   Le procédé suivant l'invention prévoit donc de réduire la teneur en oxygène de l'acier en fusion à l'aide de moyens de désoxydation tels que, de préférence, la fonte d'affinage ou la fonte spiegel fournissant essentiellement des produits gazeux, de réduire, en outre, la teneur en FeO libre du laitier qui doit être principalement basique, et ce, par un moyen fournissant principalement des produits de désoxydation non-gazeux contenant par exemple du silicium, de l'aluminium, du titane ou du calcium et, enfin, de maintenir la teneur en oxygène libre de la flamme du four à une valeur réduite, tout particulièrement lorsque la quantité principale de la teneur en FeO libre du laitier est déjà réduite. 



   Pour un travail de raffinage efficace, à savoir la réduction de la teneur en oxygène dans l'acier, l'influence de la somme de la teneur en oxygène dans les trois phases comprises dans le four est donc déterminante. 



   Pour un tel travail de raffinage efficace, il faut que la teneur totale en oxygène soit mise au point de manière à être inférieure aux besoins théoriques pour la combustion du combustible de la flamme ainsi que pour une 

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 combustion éventuelle du carbone dans l'acier en fusion. 



   La teneur en oxygène libre de la flamme peut être réduite aisément, la teneur en .oxygène du laitier est plus difficile à réduire, tandis que sans la réduction de la teneur en oxygène des deux autres phases (laitier et atmosphère du   four;)   la teneur en oxygène de l'acier en fusion ne peut   être   réduite que très difficilement et lentement.

   Les mesures suivant   l'invention     accélèrent   considérablement les réactions,
Avant d'approfondir les mesures proposées par l'invention pour la désoxydation de l'acier et la réduction du laitier, il faut résumer d'abord les autres conditions:
1.- le laitier à utiliser pour la période du raffinage doit être pauvre en phosphore:,hautement basique et suffisamment fluide ; le   surchauf-   fage du laitier faisant également partie de cette période;
2.- la flamme doit avoir un caractère neutre jusqu'à être réductrice. 



   Suivant l'invention, la désoxydation de l'acier et la réduction du laitier peuvent être effectuées de deux manières différentes. 



   La première méthode réside à introduire la fonte d'affinage ou un autre moyen équivalent à la limite de la phase acier et laitier, ce qui aocroît la concentration du carbone (C) à la limite de la phase. Avantageusement, la poudre de fonte d'affinage est enfermée dans de petits récipients en t8le qui, en ouvre, sont munis, en tant que noyau, d'une insertion de thermite, inflammable depuis l'extérieur. Ces récipients en tôle, y compris leur charge, présentent un poids qui leur permet de flotter sur le bain d'acier en fusion tout en immergeant dans le laitier liquide. Ils sont amenés à fusion, depuis l'extérieur, par le laitier surchauffé et, depuis l'intérieur, par la thermite qui s'enflamme.

   La fonte d'affinage ainsi fondue se répartit immédiatement sur la surface de l'acier,
La seconde méthode, beaucoup plus efficace, réside à désoxyder le bain d'acier simultanément, mais séparément, par des moyens de désoxydation tels que la fonte d'affinage, cette dernière étant avantageusement utilisée à l'état préchauffé et en morceaux d'une grosseur telle qu'ils puissent traverser immédiatement la couverture de laitier pour pénétrer dans le bain   d'acier:,   de ce fait, la réaction d'agitation connue est amorcée, de préférence, depuis le fond du four.

   Ensuite on ajoute au laitier surchauffé, simultanément ou 

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 presque simultanément des briquettes qui sont exécutées en mélangeant, comprimant et frittant de la fonte d'affinage en poudre, du ferrosilicium, du spath fluor ou du carbone, obtenu par exemple à partir de la suie des canalisations des générateurs à gaz, en utilisant des liants tels que du verre soluble., de la lessive de sulfite ou du goudron. 



   Les briquettes peuvent contenir, en principe, tous les moyens de déso:.ydation tels que le silicium, l'aluminium, le calcium ou leurs alliages sans tenir compte du fait qu'ils ne fournissent que des produits de désoxydation solides, étant donné qu'ils ne sont pas en contact avec l'acier en fusion mais demeurent dans le laitier. La teneur en silicium doit être d'une importance telle que le laitier conserve essentiellement sa température élevée en raison de la combustion du silicium, cependant la quantité de silice résiduelle doit pouvoir être incapable d'influencer la basicité du laitier au point qu'il se produise une rephosphorisation et une resulfuration. 



   La double action de la réduction   (FeO)   du laitier et de la désoxydation (FeO) du bain procure l'arrêt immédiat de l'ébullition. A ce moment le bain doit donc déjà présenter se température de coulée, étant donné que bien que la température du laitier s'accroisse avec un bain calmé, celle du bain d'acier même ne s'accroît plus de beaucoup. En maintenant la teneur en oxygène libre dans le laitier liquide et dans la flamme du brûleur à une valeur faible de manière que la totalité de la consommation en oxygène dans tout le système du four soit inférieure à la teneur théorique pour la combustion du combustible dans la flamme et du carbone dans l'acier, il est possible de réduire pratiquement à zéro la perte au feu du manganèse. La teneur en manganèse est ensuite amenée, peu avant la coulée, à la valeur requise par l'analyse. 



   L'addition des composants d'alliage aisément oxydables tels que le chrome, le titane, le vanadium, le molybdène et le tungstène doit également être effectuée après réduction du laitier surchauffé. Après l'addition, on procède presque immédiatement à la coulée. De ce fait on obtient une réduction considérable de la perte au feu des éléments d'alliage, ce qui procure, outre une économie en matières d'alliage, un accroissement de la précision dans l'obtention de la composition voulue. 



   Etant donné que lors de la coulée il est inévitable que l'acier   e   fusion entre en contact avec l'oxygène de l'air et que ce dernier soit absorbé 

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 par l'acier en fusion d'une valeur d'autant plus grande que sa teneur dans l'acier est inférieure à l'équilibre (C) . (0), on ne peut pas éviter totalement une oxydation ultérieure de l'acier contenu dans la poche.

   En exploitant le mouvement   tdurbillonnaire   du jet pénétrant dans la poche, on ajoute dans la poche se remplissant d'acier également des moyens de désoxydation connus, tels que du ferrosilicium, du ferromanganèse, de l'aluminium et similaires, cependant leur quantité doit être très faible et doit encore être réduite en la remplaçant partiellement, jusqu'à environ deux tiers de leur action de désoxydation, par les briquettes mentionnées plus haut. 



   Un   exemple   de la composition et de la réalisation de ces briquettes et de la mise en ouvre du procédé de traitement de l'acier est donné ci-après: Composition,
2 parties de fonte d'affinageou de fonte spiegel pulvérisée, à teneur très élevée en carbone;
1 partie de ferrosilicium à   60-70 %   pulvérisé;
1/4 de partie de fluorure de calcium pulvérisé ;
1/10 de partie de suie de générateurs ou de fours; un liant liquide, constitué par du goudron d'anthracite, ou une lessive de sulfite ou du verre soluble. 



  Exécution :
Les parties sont mélangées en une masse pétrissable et comprimées en forme de briquettes, de manière que le poids de la briquette soit environ de 200 à 300 gr. Les briquettes comprimées sont en- suite rapidement séchées, respectivement frittées. 



  Fin de la période   d'affinage:  
La teneur en C requise est atteinte, la teneur en P est suffisamment basse* Températures: Bain d'acier 1590 à 1620 C
Laitier 1650 à 1700 C 
 EMI5.1 
 Préparation pour le procédé de désoxydation-réduction-t 1.- élimination du laitier; 2. - renouvellement du laitier avec 0,5 à 1,5% de formateurs de laitier consti- tués par 80   %   de CaO bien recuit et   20 %   de   Car 2   (sec) ; 3.- mise au point de la teneur en manganèse à environ 0,3 à 0,4 %. 

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  Procédé de désoxydation-réduction, dans le four, partie I: Les formateurs de laitier sont liquéfiés; Plus la teneur en soufre est élevée dans l'acier plus il faut désulfurer et plus le laitier doit être chaud et fluide. Eventuellement augmenter la température du laitier et ajouter du CaF2. 
 EMI6.1 
 
<tb> 
<tb> a.- <SEP> Désoxydation(FeO)du <SEP> bain <SEP> d'acier <SEP> :

   <SEP> b.- <SEP> Réduction <SEP> (FeO) <SEP> du <SEP> laitier <SEP> :
<tb> Ajouter <SEP> environ <SEP> 1,0 <SEP> % <SEP> de <SEP> fonte <SEP> d'affi- <SEP> Ajouter <SEP> des <SEP> briquettes-R <SEP> ou <SEP> des
<tb> nage <SEP> en <SEP> morceaux <SEP> ou <SEP> de <SEP> fonte <SEP> spiegel <SEP> tubes-R <SEP> à <SEP> des <SEP> intervalles <SEP> de <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 3
<tb> en <SEP> morceaux. <SEP> minutes <SEP> jusqu'au <SEP> moment <SEP> où <SEP> l'acier
<tb> ne <SEP> bout <SEP> plus.
<tb> 
 



  Succession dans le   temrs   a. - et b. - autant que possible simultanément. 



    Maintenant,   si nécessaire, ajouter les éléments d'alliage facilement scorifiables et dont la présence est exigée par l'analyse tels que le chrome, le titane, le vanadium, le molybdène, le tungstène, et autres. Procéder à la coulée. 



  Procédé de désoxydation-réduction, dans la poche, partie   II   Ajouter, dans la poche, au début de l'arrivée du flux de l'acier: environ 0,1 à   0,2 %   de briquettes Ajouter, dans la poche,. après pénétration d'un tiers du flux de l'acier : environ 0,01 à 0,02   %   d'aluminium, se rapportant à l'acier fini. 



  Couler dans les coquilles après achèvement de la réaction d'ébullition des briquettes ajoutées et laisser reposer pendant peu de temps. 



    REVENDICATIONS.   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1.- Procédé .pour l'exécution d'aciers à degré de pureté particulièrement élevé, tout particulièrement acier pauvre en inclusions, suivant le brevet principal 547*641 du 8 mai 1956 et dans lequel, à la fin de la fusion dans le four, on procède à un surchauffage rapide du laitier par rapport à la température du bain d'acier, caractérisé en ce qu'avec ce surchauffage du laitier on abaisse presque simultanément la teneur en oxygène libre des trois phases : acier en fusion, laitier liquide, flamme du four, et ce, de manière que cette teneur soit inférieure à la teneur théorique nécessaire pour la combustion du combustible de la flamme du brûleur et pour la combustion de la teneur en carbone du bain d'acier. <Desc/Clms Page number 7>

   2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'avec ce sur chauffage du laitier, on ajoute au bain d'acier des moyens de désoxydation tels que de la fonte d'affinage, de la fonté spiegel qui ne forment pas des produits de réduction solides ou liquides, tandis que dans le laitier on procède à une réduction des compositions d'oxygène du fer, respectivement du manganèse.

   3.- Procédé suivant les revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les moyens de réduction sont immergés dans le laitier, de préférence sous la forme de briquettes ou enfermés dans de petits récipients.

   4. Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise des corps de moyens de réduction (briquettes ou charges des récipients) qui sont constitués par un mélange de Fe3C ou de matières contenant ce dernier, par exemple de la fonte d'affinage et des métaux réducteurs tels que le silicium, l'aluminium, le calcium ou leurs alliages.

   5.- Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'air moment de l'action des moyens de réduction contenant du Fe3C on prend soin que la teneur en manganèse dans le bain comprenne au moins 0,3 %, éventuellement jusqu'à la teneur prescrite en manganèse de l'analyse finale.

   6.- Procédé suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'alliage, par exemple le chrome, le vanadium, le molybdène, le tungstène, sont ajoutés après la réduction du laitier et en ce que l'on procède alors immédiatement à la coulée.

   7.- Procédé suivant les revendications 1 à 6,. caractérisé en ce que lors de la coulée de l'acier traité dans le four, on ajoute¯encore des moyens mentionnés dans les revendications 2 à 4; la quantité des moyens fournissant des produits de désoxydation solides étant plus faible qu'usuellement.